Pretpostavlja se da je velika većina materije u svemiru oko nas tamna tvar. Smatra se da je samo oko 15% vidljiva i opipljiva materija, a preostalih 85% tamna tvar, koja nikada nije utvrđena. Znanstvenici iz Sjedinjenih Država predložili su shemu eksperimenta koja može pomoći u eksperimentalnom otkrivanju postojanja tamne tvari, za što su počeli koristiti supravodljivi qubit.
Fizičari iz Laboratorija Fermi i Sveučilišta u Chicagu razvili su novi eksperiment, tijekom kojeg će biti moguće tražiti dvije hipotetske čestice predložene kao kandidati za tamnu tvar - to su tamni fotoni i aksioni. Prvi se mogu miješati s običnim fotonima, ali istovremeno moraju imati masu, a drugi se pod određenim uvjetima mogu podijeliti u dva fotona. Svaki od ovih kandidata može se potencijalno manifestirati tamo gdje obični fotoni ne bi trebali biti. Tamni foton može se spontano pretvoriti u običan foton, a aksion u interakciji s magnetskim poljem može emitirati dva obična fotona.
Istraživači su razvili uređaj koji blokira obične fotone i pojačava sve fotone koji bi mogli nastati interakcijom s tamnom tvari (tamni fotoni ili aksioni). Detekcijski krug uključuje supravodljivi mikrovalni rezonator izrađen od aluminija čistoće 99,9999%. Unutar rezonatora nalazi se antena u obliku supravodljivog kubita. Ona je ta koja će detektirati fotone u rezonatoru, ako se iznenada tamo pojave.
Rezonator i qubit se hlade na temperaturu vrlo, vrlo blizu apsolutne nule - do -273,1°C (apsolutna nula je na razini -273,15°C). Sustav je u stanju uhvatiti foton do 50 puta tijekom 500-μs života ove čestice, što je neophodno za pouzdanu potvrdu njenog pojavljivanja u izoliranom rezonatoru.
U idealnom slučaju, kažu istraživači, temperatura rezonatora i qubita trebala bi se spustiti na -273,14°C, tada bi pozadinska buka i njezin učinak na qubit bili potpuno eliminirani, no to je danas tehnološki nemoguće. Treba napomenuti da eksperiment lova na tamnu tvar još nije proveden. Ovo je samo koncept, koji su istraživači rekli za Physical Review Letters.
Pročitajte također:
- Kvantna tehnologija ubrzava potragu za tamnom tvari
- Nijemci će izraditi kvantno računalo temeljeno na supravodljivim kubitima